本文選題：十字形微通道 + 流動聚焦��； 參考：《力學學報》2016年04期

【摘要】：流動聚焦型微流控裝置能夠方便、高效地生成均一度好且大小精確可調的微液滴(氣泡),故被廣泛應用于顆粒材料合成、藥物封裝、細胞培養(yǎng)等諸多領域.進一步優(yōu)化通道結構有助于實現(xiàn)對合成微粒粒徑、均一度和尺寸范圍的精確調控.本文數(shù)值研究了通道深度、縮頸段長度以及兩相夾角等幾何構型因素對流動聚焦生成微液滴直徑及其生成周期各個階段的影響.控制液滴生成方式為滴流式,發(fā)現(xiàn)液滴直徑隨通道深度d的增加近似呈線性增大,且當通道深度小于30μm時,隨著通道深度的下降,微液滴生成周期在毛細力的強烈作用下出現(xiàn)驟升,通道深度超過80μm時,微液滴的生成周期基本接近恒定.連續(xù)相和離散相的夾角θ接近90?時,液滴直徑及其生成周期最短,夾角太大或太小均不利于生成均一度好且粒徑微小可控的液滴.調整縮頸段長度l引起液滴直徑及其生成周期的變化幅度僅為其平均值的3%～5%左右.此外,縮頸段寬度也是影響流動聚焦生成微液滴直徑及其生成周期的重要因素,在通道深度固定時,縮頸段越寬,微液滴直徑及其生成周期越大.
[Abstract]:The flow focusing microfluidic device is convenient and efficient to generate microdroplets (bubble), which have been widely used in the synthesis of granular materials, drug encapsulation, cell culture and many other fields such as particle material synthesis, drug encapsulation, cell culture and so on. Further optimization of the channel structure is helpful for the precise control of particle size, homogeneity and size range. In this paper, the effects of geometric configuration such as channel depth, necking length and angle between two phases on the diameter of microdroplet and the formation period of microdroplet are studied numerically. The droplet formation is controlled by droplet flow. It is found that the droplet diameter increases linearly with the increase of channel depth d, and decreases with channel depth when the channel depth is less than 30 渭 m. The formation period of microdroplets rises suddenly under the strong action of capillary force. When the channel depth exceeds 80 渭 m, the formation period of microdroplets is almost constant. The angle 胃 between continuous phase and discrete phase is close to 90? The droplet diameter and its generation period are the shortest, and the large or too small angle is not conducive to the formation of droplets with small and controllable diameters. The change of droplet diameter and its forming period caused by adjusting the length of necking section l is only about 3% of its average value. In addition, the width of neck-shrinking segment is also an important factor affecting the diameter and formation period of droplets generated by flow focusing. When the channel depth is fixed, the wider the necking segment is, the larger the diameter of microdroplet and the period of formation are.
【作者單位】： 北京工業(yè)大學機械工程與應用電子技術學院;
【基金】：國家自然科學基金資助項目(11572013)
【分類號】：O35

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本文編號：1781514